JP2015507856A - 直交補償ネットワークを用いた補償ネットワーク - Google Patents

Abstract

１つの実施形態において、本発明は、或る周波数範囲に亘って不適格信号をおおよそ相殺するための補償信号を提供する補償回路を備える通信コネクタであって、補償回路は、或る周波数範囲に亘って第１率で増大する第１振幅を有する容量性結合と、或る周波数範囲に亘って第２率で増大する第２振幅を有する相互誘導性結合とを備え、前記第２率が前記第１率よりも大きい通信コネクタである（例えば、第２率は第１率のおよそ２倍である）。

Description

本発明は主にネットワーク通信に関し、より具体的には、結果として生じるクロストークの補償及び／又はネットワークコネクタの反射減衰量を向上させる方法、システム及び装置に関する。

コネクタを介する（伝送路を形成する２つの導体の）インピーダンスがノット（ｎｏｔ）である場合、コネクタシステムの反射減衰量は悪影響を受けるおそれがある。このコネクタインピーダンスは、ジャック内に適用される補償ネットワークに影響される可能性があり、特定の場合において、補償ネットワークは反射減衰量を増加させるおそれがある。

プラグジャックコネクタシステムにおけるクロストークは、ＮＥＸＴ（近端クロストーク）及びＦＥＸＴ（遠端クロストーク）として自己を示すことが可能である。図１Ａ及び図１Ｂに、接続用ハードウェア部品及びそれらを通る通信信号経路の概略断面図を示す。特に、図１Ａには、ジャック１０５に接続されたプラグ１００が、それぞれ通信ケーブル１１０、１１５に接続されて示されている。ジャック１０５は、圧接端子（ＩＤＣ）１２５及びプラグインターフェース端子（ＰＩＣ）１３０を有するプリント基板（ＰＣＢ）１２０を備える。図１Ｂでは、接続用ハードウェアを通る通信信号を点線１３５で示す。

プラグ１００と関連して、任意の２つの対線間における（ＡＮＳＩ／ＴＩＡ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ（米国規格協会）／Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ（アメリカ電気通信工業会））規格によって設定された）既知のオフェンディングクロストーク（ｏｆｆｅｎｄｉｎｇ ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）量が存在する。このオフェンディングクロストークはジャック１０５内の補償信号によって相殺又は減少させることができる。オフェンディングクロストークを相殺又は減少させるためには、オフェンディングプラグクロストークから約１８０°位相外の補償信号を注入しなければならない場合がある。プラグ１００のオフェンディングクロストーク信号及びジャック１０５内に注入される補償信号の間の伝搬遅延によって、２つの信号は対象の周波数範囲内で互いに完全に相殺することができない。ＮＥＸＴパフォーマンス仕様に対してシステムのパフォーマンスを制限する補償されない信号が残ることになる。

図２は、クロストーク１４０が発生し、単一補償段階１４５を実施する、従来技術における接続用ハードウェアシステムの一般的な例を示す。コネクタにおける（オフェンディングクロストーク及び補償信号を生成する）結合が、容量性及び／又は相互誘導性結合によって生じる。結合の振幅は信号導体の物理構造及び寸法、材料性質、及び信号の振幅に左右される。この結合はまた、周波数と比例する（およそ２０ｄＢ／ディケード）。図２の接続用ハードウェアにおける結合の等価表現を図３に示す。９０°（オフェンディングクロストーク信号５０）及び−９０°（補償信号５５）結合をソース対線６０に伝わるソース信号を参照して示している。

ソース信号のエネルギーは結合位置Ａから結合位置Ｂに伝搬し（伝搬時間＝Ｔ／２）、シンク対線６５と結合し（補償信号を形成し）、結果として時間遅延Ｔにてシンク対線を介して結合位置Ａに伝搬し返される（さらにＴ／２の伝搬時間を要する）。図４は、オフェンディングクロストークベクトルＡの振幅及び極性の集中近似、並びに時間軸上の補償ベクトルＢを示す。

往復遅延時間Ｔは結合位置Ａ及び結合位置Ｂの間の距離、並びに信号の速度に起因する。この遅延は不変ではあるものの、補償信号の（超低周波における）位相差１８０°はより高い周波数で増加する。各結合の振幅もまた、周波数によって（例えば、２０ｄＢ／ディケード勾配で）概して増加する。２つの信号Ａ及びＢの複素ベクトル和によって、残る補償されない信号が生成され、その結果としてＮＥＸＴ信号を得る。図５は、典型的な距離並びにオフェンディングプラグクロストークと補償結合位置との間の材料を有する、典型的な接続用ハードウェアのオフェンディングクロストークベクトルＡ、補償ベクトルＢ、及び得られた信号（すなわち、ＮＥＸＴベクトル）を極形式で示すベクトル図である。同一図に小さな結合信号と大きな結合信号とを同時に示すために、結合の振幅をソース信号に相対的な対数（ｄＢ）目盛で示している。５つの点は１、１０、１００、２５０、及び５００ＭＨｚの周波数におけるベクトルの振幅を示す。

同一振幅を有する逆極性（すなわち、およそ１８０°位相外）のベクトルＡ及びＢを選択することで、ベクトルＡ及びＢを組み合わせたクロストークはおよそ零になるか、少なくとも低周波数のみで割合にごくわずかとなる。これは、そのような低い周波数では、Ａ及びＢベクトル間での位相差が１８０°に近いからである。しかしながら、より高い周波数では位相差は広がり、より大きい統合されたＮＥＸＴ振幅になる。このため、プラグ内でのオフェンディングクロストークと補償との間の物理的な距離が重要になる。一定の信号速度を得るには、プラグ結合クロストーク位置（Ａ）が補償結合位置（Ｂ）に近づけば近づくほど、（より小さな位相差に起因して）コネクタ設計が有する可能帯域幅が高くなる。

（従来材料及び寸法を用いる）この基本的な単一段階の方法を用いることで、クロストークをおよそ１００ＭＨｚまでの許容レベルにて維持することができ、ＮＥＸＴの要件カテゴリ５ｅ（ＡＮＳＩ／ＴＩＡ−５６８−Ｃ．２）に準拠するコネクタを結果として得ることができる。図６に、既存の単一段階補償システムのための周波数の関数としての典型的なＮＥＸＴ信号（結果として得られた信号）を示す。

上位のＮＥＸＴパフォーマンスレベルをより高い周波数で得るために、産業において多段階補償の方法が導入されている。図７にそのような多段階補償の技術の一例を示し、第１補償段階１４５の後に（距離又は時間に応じて）付加された付加補償段階１５０を示す。この場合、第１補償結合１４５の振幅は、付加補償段階１５０を相殺するように調整される必要がある。

図８に、図７の接続用ハードウェアにおける結合の等価図を示し、図９にオフェンディングクロストークベクトルＡ、第１段階補償ベクトルＢ、及び付加補償ベクトルＣの信号の振幅及び極性の集中近似を、時間軸上にて示す。図１０は、これらの互いに関連するベクトルの振幅及び位相を、極性軸プロットによって示している。結合の振幅は、ソース信号に相対的な対数（ｄＢ）目盛で示している。５つの点は再び１、１０、１００、２５０、及び５００ＭＨｚの周波数におけるベクトルの振幅を示す。

ベクトルＡの位置を参考として、増加する周波数において、ベクトルＢの位相ずれはベクトルＡに向かって時計回りに大きくなり、ベクトルＡと反対にベクトルＣの位相ずれは（Ａからより離れた位置にあることに起因して）より迅速に時計回りに大きくなる。所定の周波数において｜Ａ＋Ｃ｜と等しい｜Ｂ｜を選択することは、所定周波数よりも低い値で｜Ｂ｜＜｜Ａ＋Ｃ｜である必要がある。この発生をより明確に示すため、図１１に２段階補償ジャック用の周波数を通した典型的な統合クロストークパフォーマンスを示す。このアプローチは、コネクタの対象周波数スペクトル全体においてＡ＋Ｃの位相が結合Ｂの位相と同一又は非常に近いことに大きく依存する。

｜Ａ＋Ｃ｜の振幅は、周波数帯域幅のローエンドにおける｜Ｂ｜の振幅よりも大きい。特定（所定）の周波数おいて、｜Ａ＋Ｃ｜の振幅は｜Ｂ｜の振幅と均等である（図１１に示す下限を生成する）。コネクタの周波数帯域幅のハイエンドでは、｜Ａ＋Ｃ｜の振幅は｜Ｂ｜の振幅よりも小さく、結果として振幅が増加する。従来の設計技術では、第１段階の補償ベクトルにおける位相遅延効果を低減することでコネクタの周波数帯域幅を向上させている。

多段階補償の別の例を図１２に示す。補償結合の順番は、補償結合を行う第１補償段階１４５、クロストーク結合を行う第２補償段階１５０、そして補償結合を行う第３補償段階１５５となる。クロストーク結合（オフェンディング及び補償クロストーク）の振幅値の和と補償結合は近接していなければならない。図１３に接続用ハードウェアにおける３段階補償結合の等価図を示し、図１４に発生ベクトルの振幅及び極性の集中近似を時間軸上に示す。特に、図１４はオフェンディングクロストークからの結合を示すベクトルＡ、第１補償段階からの結合を示すベクトルＢ、第２補償段階からの結合を示すベクトルＣ、及び第３補償段階からの結合を示すベクトルＤを示している。

３段階補償技術が機能するには、以下の条件が有効でなければならない：（ｉ）オフェンディングクロストーク結合Ａの振幅が補償結合Ｄの振幅と近い；（ｉｉ）補償クロストーク結合Ｃの振幅が補償結合Ｂの振幅と近い；（ｉｉｉ）結合Ｂ及び結合Ｃを組み合わせた振幅が結合Ａ及び結合Ｄを組み合わせた振幅より大きい；及び（ｉｖ）結合Ａ及び結合Ｃの数和が結合Ｂ及び結合Ｄの数和とおよそ同一である。

図１５は、３段階補償技術の極軸におけるそれぞれに相対的なベクトルの振幅及び位相を示す。結合の振幅は、ソース信号に相対的な対数（ｄＢ）目盛で示される。５つの点は１、１０、１００、２５０、及び５００ＭＨｚにおけるベクトルの位置を示す。さらに、図１６には、或る周波数範囲に亘る３段階補償技術のベクトル和を示す。１つの周波数にて、（Ａ＋Ｃ）及び（Ｂ＋Ｄ）のベクトルの位相ずれはちょうど反対の極性（１８０°位相外）を示すことになり、これによって全てのベクトルの和（すなわち、｜Ａ｜＋｜Ｂ｜＋｜Ｃ｜＋｜Ｄ｜）の振幅における低下を招く。

上記記載のさまざまな多段階補償方法は、主に総合的な結合を行う追加の結合段階を要する。これにより、このような補償方法を採用するコネクタの製造プロセスにおける公差に対する感度をより高められる。また、補償ベクトルの結合振幅が高いため、対線のインピーダンスが影響を受け、結果としてケーブルとのインピーダンスミスマッチが起きたり、反射減衰量が不十分になったりする可能性がある。ネットワークコネクタにおいて用いられる、改善された補償方法が求められている。

したがって、本発明は主に改善されたネットワークコネクタに関する装置、システム、及び方法に係る。

一実施形態では、本発明は周波数範囲に亘って不適格信号をおおよそ相殺するための補償信号を提供する補償回路を備える通信コネクタであって、補償回路は、或る周波数範囲に亘って第１率で増大する第１振幅を有する容量性結合と、或る周波数範囲に亘って第２率で増大する第２振幅を有する相互誘導性結合とを備え、第２率が第１率のおよそ２倍である、通信コネクタである。

別の実施形態では、本発明は第１差動導体対と、第２差動導体対とを備える通信コネクタであって、第１差動導体対が容量的及び相互誘導的に前記第２差動導体対と結合する、通信コネクタである。

さらに別の実施形態では、本発明は或る周波数範囲に亘って通信コネクタにおいて不適格信号を補償する方法であって、容量性結合を提供することと、前記容量性結合とおよそ同時に相互誘導性結合を提供することを含み、相互誘導性結合は容量性結合とおよそ直交する、方法である。

本発明の上記並びにその他の特徴、様態、及び利点は、以下に記載の図面、説明、及び請求項を参照することによってよりよく理解されるであろう。

通信ジャックと対をなす通信プラグの一般的な構造を示す図である。 既知の単一段階補償システムの一般的な例を示す図である。 図２のシステムにて発生する結合を示す図である。 図２のシステムにおいて発生する結合の振幅及び極性の集中近似を示す図である。 図２のシステムにおいて発生する結合の極性表示を示す図である。 図２のシステムから結果として得られるＮＥＸＴの概要を示す図である。 既知の２段階補償システムの一般的な例を示す図である。 図７のシステムにおいて発生する結合を示す図である。 図７のシステムにおいて発生する結合の振幅及び極性の集中近似を示す図である。 図７のシステムにおいて発生する結合の極性表示を示す図である。 図７のシステムにおいて発生するさまざまな結合の振幅を、或る周波数範囲に亘って示す図である。 既知の３段階補償システムの一般的な例を示す図である。 図１２のシステムにおいて発生する結合を示す図である。 図１２のシステムにおいて発生する結合の振幅及び極性の集中近似を示す図である。 図１２のシステムにおいて発生する結合の極性表示を示す図である。 図１２のシステムから得られるＮＥＸＴの概要を示す図である。 本発明の実施形態における極性表示を示す図である。 本発明の実施形態に係るシステムにおいて発生する結合を示す図である。 本発明の実施形態に係る補償回路を示す図である。 或る周波数範囲に亘って本発明の回路の実施形態によって提供される、結合の振幅及び位相を示す表を示す図である。 本発明の実施形態に係る差動回路を示す図である。 本発明の実施形態に係る差動回路を示す図である。 本発明の実施形態に係る差動回路を示す図である。 本発明の実施形態に係る差動回路を示す図である。 本発明の実施形態に係る差動回路を示す図である。 本発明の実施形態に係る、差動回路を有するプラグ／ジャックシステムを示す図である。 本発明の実施形態に係る、差動回路を有するプラグ／ジャックシステムを示す図である。 本発明の実施形態に係るシステムにおける結合の極性表示を示す図である。 本発明の実施形態に係る補償回路の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態に係る補償回路の実施形態を示す図である。 図２９Ａはいくらかの補償を採用する、通信ジャックと対をなす一般的な通信プラグを示す図である。図２９Ｂは既知の補償技術の例を示す図である。図２９Ｃは本発明の実施形態に係る補償を示す図である。 図２９Ｃにおいて発生する補償をより詳細に示す図である。 プラグ／ジャックシステム内におけるＮＥＸＴ及びＦＥＸＴの一般的な表示を示す図である。 付加誘導補償要素を有する本発明の実施形態を示す図である。

図５に示すグラフをより詳細に参照すると、結果として得られるＮＥＸＴベクトルが、高周波数範囲において、補償ベクトルＢと相対的に約＋９０°の位相ずれを有することが明らかである。低い周波数では、得られるＮＥＸＴベクトルの振幅はわずかでしかない。得られるＮＥＸＴベクトルを相殺するには、補償ベクトルＢに対しておよそ−９０°の位相ずれを有する付加結合信号を付加してもよい。この付加された結合信号は、低い周波数ではわずかな振幅しかないのに対し、より高い周波数ではより大きい振幅を有する。図１７は、異なる周波数で得られるベクトル（Ａ＋Ｂ_１）に対するこのような付加ベクトルＢ_２の振幅及び位相を示す。付加補償ベクトルはＢ_２で示し、主要補償ベクトルはＢ_１で示す。

付加補償成分は第１補償ベクトルＢ_１に対して（およそ−９０°の位相差を有する）直交結合ベクトルＢ_２を生成する。付加成分の振幅は、低い周波数ではわずかな振幅であるのに対し、適切なより高い周波数範囲においては著しい振幅を有するための要件を満たせる程度に、周波数とともにより高い率（例えば、２０ｄＢ／ディケードより高い率となる２以上のオーダー）で増加する。実際に、この付加Ｂ_２結合ベクトルは、補償ベクトルＢ_１を形成する位置にて不適格なソース信号の位相と同一位相を有する。時間、又は実際の位置に対して、付加補償ベクトルＢ_２は第１補償ベクトルＢ_１と同一段階にあり、単一段階補償を行う新規の方法を得ることができる。また、−９０°結合若しくは＋９０°結合を有する付加補償ベクトルを導入する代わりに、結合の位置において、導入された結合が不適格なソース信号に対しておよそ０°の位相ずれを有していてもよい。図１８に、この新規の単一段階結合システムの代表的な図を示す。点Ｂ’は、成分Ｂ_１と成分Ｂ_２との集合結合が発生する点である。新規の単一補償段階をコネクタの中に含むネットワークは、ベクトルＢ_１及びＢ_２によって形成される。これらの結合ベクトルは互いに直交しているため、このネットワークを直交補償ネットワーク（ＯＣＮ，ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ）と称する。

以下の説明はＯＣＮの概念的な実現から始まり（図１９Ａを参照）、その概念から実現可能な回路図に発展する（図２５を参照）。

ＯＣＮは２つの補償信号を生成する。第１補償信号は所定の振幅を有し、オフェンディングクロストーク信号からおよそ１８０°位相外の位相を有する信号であり、第２補償信号は以下の特性を有する：
ソース信号と同位相（およそ０°の位相ずれ）を有する位相であり；
低い周波数においてはわずかな振幅しかなく；
オフェンディングクロストーク信号に両方の補償信号の振幅が付加された際に、特定の有利な周波数にて零（又は最低限数）が生成される、高い周波数の振幅を有し；及び
第１補償信号よりも高い率で周波数に応じて増加する振幅（例えば、４０ｄＢ／ディケード）を有する。

図１９Ａに第２補償信号を採用する例示的な回路トポロジの実施形態を示す。伝達関数（すなわち、Ｈ（ｊω）＝Ｖ_ｏｕｔ／Ｖ_ｉｎ、ｊ＝√−１、ω＝２πｆ、ｆ＝周波数）の振幅及び位相は回路分析を介して求めることができ、結果として以下を得る：
｜Ｈ（ｊω）｜＝ωＭＺ_Ｌ／√［（Ｚ_ＬＺ_ｏ−ω^２（Ｌ−Ｍ）^２−２（Ｌ−Ｍ）Ｍω^２＋Ｌ／Ｃ）^２＋（ωＬ（Ｚ_Ｌ＋Ｚ_ｏ）−Ｚ_ｏ／（ωＣ））^２］、及び
位相は［Ｈ（ｊω）］＝９０°−ｔａｎ^−１（［Ｚ_ｏ／（ωＣ）−ωＬ（Ｚ_Ｌ＋Ｚ_ｏ）］／［Ｚ_ＬＺ_ｏ−ω^２（Ｌ−Ｍ）^２−２（Ｌ−Ｍ）Ｍω^２＋Ｌ／Ｃ］）。

Ｚ_Ｌ＝Ｚ_Ｌｏａｄ＜＜Ｚ_ｏ及びＺ_Ｌｏａｄ＜＜１／（ωＣ）であると仮定した場合、伝達関数の振幅及び位相は簡易化してもよい：
｜Ｈ（ｊω）｜＝ωＭＺ_Ｌ／√［（Ｚ_ＬＺ_ｏ＋Ｌ／Ｃ）^２＋（Ｚ_ｏ／（ωＣ））^２］＝ω^２ＭＣＺ_Ｌ／Ｚ_ｏ、そして位相は
位相［Ｈ（ｊω）］＝９０°−ｔａｎ^−１（Ｚ_ｏ／（ω（ＣＺ_ＬＺ_ｏ＋Ｌ））に減少する。

したがって、対象の所定周波数範囲における上記記載の条件（すなわち、Ｚ_Ｌｏａｄ＜＜Ｚ_ｏ及びＺ_Ｌｏａｄ＜＜１／（ωＣ）、並びにＺ_ｏに比較してωＬは小さい）において、伝達関数の位相はおよそゼロである（なお、位相の伝達関数の簡易化表現において、逆正接関数における引数は、典型的なコネクタの成分値の大きな正値である）。このことは、出力信号が入力信号と同位相であり、伝達関数の大きさがおよそ４０ｄＢ／ディケードの率で増加することを意味する（なお、簡易化された伝達関数の振幅表現におけるω^２が、４０ｄＢ／ディケードの率の増加を生じさせる）。図１７に示すように、この付加第２補償ベクトル信号はベクトルＢ_２で表される。図１９Ｂに示す表は、対象範囲内のいくつかの周波数におけるベクトルＢ_２の結果として得られるベクトルの振幅及び位相を示し、各サブテーブル（すなわち、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ））の上に示す典型的な成分値を用いて構成される。さらに、各サブテーブル間の結合の違いを矢印で示している。例えば、容量性結合はサブテーブル（Ａ）からサブテーブル（Ｃ）に向かって増加する。同様に、自己及び相互インダクタンスはサブテーブル（Ｃ）からサブテーブル（Ｄ）に向かって増加する。これにより分かるように、ベクトルの大きさはおよそ４０ｄｂ／ディケードの率で増加し、低い周波数において位相はゼロに近い。

図１９Ａの概念回路をイーサネット（登録商標）接続に用いられる差動回路として用いるには、回路を変更する必要がある。図１９Ａに示す概念上のシングルエンド回路を下記の図２０Ａに示す差動概念回路に同等に変更することができる。回路の簡易化定理を用いることで、図１９Ａのシングルエンド回路で得られる特徴と同様の特徴を有する概念上の差動回路を結果として得る。図２０Ａはさらに図２０Ｂのように同等に再描画されてもよく、荷重に接続された二次回路が反転する。

２つの差動対線間における結合に対して概念差動回路を実際に適用するには、回路は差動対線が回路に接続する形式で表されなければならない。したがって、（図２０Ｂに示す）概念差動回路は、図２１に示す例示的な実施形態として同等に再描画することができる。再描画された回路では、外側「ループ」１６０が補償される対線（内側「ループ」１６５）と結合される信号を運搬する。

図２１の内側「ループ」回路１６５は、図２２に示すように再配置されてもよい。再配置の方が、どのように差動対線が回路と接続するのかをより明白に示す上で望ましいともいえる。図２１及び図２２の回路は互いに同等である。

図２２に示す内側「ループ」回路１６５内のＶ_ｏｕｔの極性は、回路が同等であるように図２１の回路に対して反転している。図２３は図２２の回路と同等であり、複数の差動対線１７０、１７５を有する別の回路を示す。

図２４及び図２５に、プラグとジャックの組み合わせにおいて採用されるＯＣＮ回路の実施形態をより詳細に示す。なお、ＲＪ４５ジャックにおける２つの補償ベクトルは同一の物理的位置で発生する（図２５がこれをより明白に示している）。実際に、相互誘導性結合Ｍ_１及びＭ_２は本質的にいくらかの容量性結合をも含む。容量性結合は、第１補償ベクトルの容量又は第１補償ベクトルの容量の一部として有利であり、そして活用されてもよい。図２５は相互誘導性結合Ｍ_１及びＭ_２並びに寄生容量Ｃ_１及びＣ_２を単一の結合要素として示す。この要素は容量性相互誘導性結合器１８０と称してもよい。

図１７及び図１８の説明にて先に記載したように、理想的な付加第２補償ベクトルＢ_２はちょうど−９０°の位相関係を第１補償ベクトルＢ_１に対して有すると仮定した。実際には、低い周波数（例えば、１〜１０ＭＨｚ）において、相互誘導性結合において若干の位相ずれが生じる。相互誘導性結合の位相ずれは、結合ベクトルＢ_１の振幅をオフェンディングクロストーク結合ベクトルＡよりも少々小さいように選択することで相殺することが可能である。結果として得られるベクトルＢ_２とＢ_１の組み合わせは、低い周波数においてベクトルＡに支配されうる位相を有する合成ベクトルＢ’（すなわち、Ｂ_２＋Ｂ_１）を生成する。ベクトルＢ’は、周波数が増加すると、ベクトルＡに対して（Ｂ_２のより速い増大及び増加する位相ずれに起因して）振幅が大きくなり、全体として得られるベクトル（すなわち、Ｂ’＋Ａ）の位相を支配する。１つの周波数点において、ベクトルＡの振幅はＢ’の振幅と全く同一又はほぼ同一であり、結果として、得られるベクトル全体の振幅が低下する（すなわち、最小限になる）。これは、図２６において、（Ａ及びＢ’との間の）時間遅延及び成分値の所定の組み合わせについて示されている。図２６の極軸表は、ベクトルＡ、Ｂ、及び（Ａ＋Ｂ’）の振幅及び位相をそれぞれ相対的に示す図である。結合の振幅は、ソース信号に相対的な対数（ｄＢ）目盛で示されている。５つの点は、１、１０、１００、２５０、及び５００ＭＨｚの周波数におけるベクトル位置を示す。図２６の振幅を示すグラフでは、Ａ及びＢ’の組み合わされた振幅、及び、ベクトルＡの振幅がＢ’の振幅と全く同一かほぼ同一であることから得られる、組み合わされた振幅の低下（又は最小値）を示している。

ＲＪ４５ジャックのパフォーマンス（得られたベクトルＢ’＋Ａの振幅全体によって示されるパフォーマンス）を制御するパラメータには以下を含んでいてもよい：（ｉ）オフェンディングプラグクロストークから補償段階への伝搬遅延、及び（ｉｉ）ＯＣＮ成分値（すなわち、Ｃ１、Ｃ２、Ｍ１、Ｍ２、及びＣ３）。本発明のいくつかの実施形態では、結果として得られるベクトル全体の「零」又は最小の振幅を対象の周波数範囲内にて形成することができ、コネクタのＮＥＸＴ仕様を満たすように用いてもよい。

以下の説明は、２つの実施形態を例示して、本発明を実施するためのいくつかの予想される要素及び方法を提供している。

ＯＣＮ回路の実施についての１つのこのような実施形態を図２７に示す。キャパシタＣ_１及びＣ_２である１８５、１９０はＯＣＮの補償成分を形成し、プリント基板（ＰＣＢ）の２層（例えば、最上層１９５及び内層２００）の間のパッドキャパシタとして実現される。相互誘導性結合Ｍ_１及びＭ_２である２０５、２１０はＯＣＮの付加補償成分を形成し、２層の間にて（例えば、最上層及び内層１９５、２００において）それぞれ近接して平行ＰＣＢトレースとして実現される。容量Ｃ_３である２１５は、ＰＣＢ層のいずれか１つ（例えば、内層２００）においてフィンガー容量として実現される。

ＯＣＮ回路の実施のための別の実施形態を、図２８に示す。容量性結合Ｃ_１及び相互誘導性結合Ｍ_１である２２０、並びに容量性結合Ｃ_２及び相互誘導性結合Ｍ_２である２２５は、このＯＣＮの実施形態によって提供される補償を集合的に形成する。容量は、平行ＰＣＢトレースとして別々の層を通って走るトレース−トレースキャパシタとして実現される（分布容量とも称する）。容量Ｃ３である２１５はまた、内層においてフィンガーキャパシタとして実現される。

前記の説明では２差動対システムの単一段階ＯＣＮの実施に焦点を置いていたが、ＯＣＮはマルチペアコネクタ（例えば、ＲＪ４５コネクタシステム）の実施にまで拡大することができる。図２９Ａ〜図２９Ｃは、主に従来のマルチステージ補償ネットワーク及びＯＣＮ系補償ネットワークの両方を示すマルチペアコネクタシステムを示す。図２９Ａはプラグ２３０及びジャック２３５を有するプラグジャックコネクタシステムを示す。プラグ２３０とジャック２３５の両方が、差動対線２４０をそれぞれ４つ有する対応するネットワークケーブルに接続されている。プラグ配線２４５、プラグ接点２５０、ジャックバネ接点２５５の面積全体に発生する結合によって、不適格クロストークが発生する。この不適格クロストークは、ジャック２３５内に位置するＰＣＢ２６０にさまざまな補償技術を実施することで補償することができる。図２９Ｂは既知の補償技術の実施の一般的な例を示す。図２９Ｃは、本発明のある実施形態に係るＯＣＮの実施の一般的な例を示す。図２９Ｂ及び図２９Ｃから分かるとおり、ＯＣＮに基づく設計は従来の多段階設計より簡易にすることができる。より簡易な単一段階ＯＣＮ補償設計を用いることで、以下の付加的利点を得ることができるが、これに限るわけではない：補償結合要素の振幅をより小さくすることで、対線インピーダンスの効果を抑える（結果としてよりよい反射減衰量を得る）；（より小さな成分振幅による）製造上における公差に対してより感度を低くする；改善した全体的なコネクタシステムのバランス；及びオフェンディングクロストーク位置と補償要素との間の距離に対する感度を低くする。

図３０は、図２９Ａ及び２９Ｃのより詳細な概略図を示す。プラグジャックシステム内に結果として不適格クロストークを得る容量性結合及び誘導性結合は、３つの別々のＯＣＮネットワーク２６５、２７０、２７５を介して補償される。左にある第１ＯＣＮ２６５は、対線４、５及び３、６の補償回路である。真ん中にある第２ＯＣＮ２７０は対線７、８及び３、６の補償回路である。そして、右にある第３ＯＣＮ２７５は対線１、２及び３、６の補償回路である。なお、図３０は概略図であり、いかなる特定のＯＣＮの位置を制限するように理解されるものではないと捉えることが重要である。さらに、各ＯＣＮはそれぞれ独立して作動することができ、いかなる１つの対線にてもＯＣＮを用いることを許容し、又は複数の対線に対して複数のＯＣＮを提供することも可能である。

図３１を参照すると、オフェンディングＮＥＸＴは主にプラグ２３０に位置する全体的な容量性及び誘導性結合の和から生じる（図３１では「Ｘ」で示す）。ＮＥＸＴに対応して、ＯＣＮ結合器２８０は容量性及び誘導性クロストークの両方に対して改善された補償を提供することができる。

オフェンディングＮＥＸＴ結合に付加して、ＦＥＸＴと称する遠端クロストーク成分も生成される。ＦＥＸＴはプラグ内で主に発生するオフェンディング容量性結合及び誘導性結合の間の差から生じる。本発明の特定の実施形態では、図３２に示すとおり、ＦＥＸＴパフォーマンスを向上させるべく、ＯＣＮを付加誘導補償要素２８５と組み合わせてもよい。なお、付加誘導補償要素はＦＥＸＴ要件を満たす必要は必ずしもない。

なお、本発明は１つ以上の実施形態によって説明されているが、これらの実施形態によって制限されるものではなく、これらからの変更、置換、同等物も本発明の範囲に含まれる。また、本発明の方法及び装置を実施するための多くの代替的な方法も存在するため、以下記載の請求の範囲はそのような変更、置換、同等物全てを本発明の精神及び範囲に含めると理解されることが意図される。

Claims (14)

1. 或る周波数範囲に亘って不適格信号をおおよそ相殺するための補償信号を提供する補償回路を備える通信コネクタであって、
   前記補償回路は、前記周波数範囲に亘って第１率で増大する第１振幅を有する容量性結合と、前記周波数範囲に亘って第２率で増大する第２振幅を有する相互誘導性結合とを備え、前記第２率が前記第１率のおよそ２倍である、通信コネクタ。
2. 前記相互誘導性結合が前記容量性結合に対しておよそ９０°位相外である、請求項１に記載の通信コネクタ。
3. 前記第１率がおよそ２０ｄＢ／ディケードであり、前記第２率がおよそ４０ｄＢ／ディケードである、請求項１に記載の通信コネクタ。
4. 前記相互誘導性結合を作動させる第２容量性結合をさらに備える、請求項１に記載の通信コネクタ。
5. 前記補償回路は、第１差動導体対と第２差動導体対とを備え、前記第２容量性結合が前記第１差動導体対及び前記第２差動導体対のいずれか一方の導体の間に接続される、請求項４に記載の通信コネクタ。
6. 前記通信コネクタが通信ジャックである、請求項１に記載の通信コネクタ。
7. 第１差動導体対と、第２差動導体対とを備える通信コネクタであって、
   前記第１差動導体対が容量的及び相互誘導的に前記第２差動導体対と結合する、通信コネクタ。
8. 容量性結合及び相互誘導性結合がおよそ同一の物理位置にて発生する、請求項７に記載の通信コネクタ。
9. 容量性結合が、少なくとも１つの個別素子及び分布結合の結果として生じる、請求項７に記載の通信コネクタ。
10. 相互誘導性結合が、少なくとも１つの個別素子及び分布結合の結果として生じる、請求項７に記載の通信コネクタ。
11. 相互誘導性結合は、容量性結合によって生成される容量性結合信号とおよそ直交する相互誘導性結合信号を生成する、請求項７に記載の通信コネクタ。
12. 容量性結合が所定の周波数範囲において第１率にて増加し、相互誘導性結合が前記所定の周波数範囲において第２率にて増加し、前記第２率が前記第１率よりも大きい、請求項７に記載の通信コネクタ。
13. 前記第１差動導体対及び前記第２差動導体対のいずれか一方の導体の間に接続された第２容量性結合をさらに備える、請求項７に記載の通信コネクタ。
14. 或る周波数範囲に亘って通信コネクタにおいて不適格信号を補償する方法であって、
    容量性結合を提供することと、
    前記容量性結合とおよそ同時に相互誘導性結合を接続することとを含み、
    前記相互誘導性結合は前記容量性結合とおよそ直交する、方法。

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